云南高原湖泊溶解性有机质荧光特征及影响因素研究

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本文运用三维荧光光谱技术,结合平行因子分析和Pearson相关性分析对云南高原湖泊水体、间隙水和沉积物中溶解性有机质的荧光特征、物质组成及来源解析等方面进行了较为系统的研究,探讨了溶解性有机质与溶解性碳氮磷等指标间的相互关系,对云南高原湖泊的富营养化治理具有重要指导意义。主要的研究结论如下:(1)39个云南高原湖泊水体DOM的平行因子分析得到3种类腐殖质组分和1种类蛋白组分且类腐殖质物质占比(73.69%)要远大于类蛋白物质占比(26.31%)。在荧光指数(1.2~1.93)、生物源指数(0.51~1.18)和腐殖化指数(-14.98~14.13)方面,高原湖泊水体DOM整体上呈现出陆源与自生源的双重特征,但自生源所占的比重要高于陆源的比重。Pearson相关系数法表明水体中DOM总荧光强度只与水体中溶解性有机碳(r=0.316)氮(r=0.273)有弱正相关关系;海拔高度只与荧光组分C2(r=0.675)和总荧光强度(r=0.481)呈中等程度以上的正相关关系。云南39个高原湖泊中有17个湖泊的氮磷比是有利于水体中藻类植物生长和繁殖,占到湖泊总数的43.59%。(2)41个滇池间隙水DOM的平行因子分析主要得到1种类蛋白组分、1种可溶性微生物副产物组分和1种类腐殖质组分,其中类蛋白质物质占得比重最大(48.51%)。间隙水DOM中荧光指数、生物源指数和腐殖化指数分别在1.63~1.94、0.78~8.68和0.084~5.701之间,整体上同样呈现出陆源与自生源的双重特征,自生源同样占绝大部分。Pearson相关系数法表明间隙水DOM与上覆水DOC、DON、DOP、叶绿素a均无线性相关关系,与间隙水DOC(r=0.614)呈中等程度以上正相关,且荧光组分C3(r=0.867)与间隙水DOC的线性相关程度最大。(3)滇池沉积物亲水组分的平行因子分析得到5种荧光组分且这5种荧光组分全部为类腐殖质组分;滇池沉积物疏水组分的平行因子分析也得到5种荧光组分:2种类腐殖质组分、2种类蛋白组分和1种土壤类富里酸组分。沉积物原液DOC中亲水组分占多数,而在富里酸原液DOC中疏水组分占多数,且富里酸各组分DOC浓度均大于沉积物各组分的浓度。不同组分DOC浓度与荧光强度进行对比后发现沉积物与富里酸两者间的DOC浓度与荧光强度呈反比;沉积物亲水总和富里酸亲水总两者间DOC浓度与荧光强度呈正比;沉积物疏水总和富里酸疏水总两者间DOC浓度与荧光强度呈反比。
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